第三章 食品冷凍新技術(shù)

第三章食品冷凍新技術(shù)食品冷凍是采用降低溫度的方式對食品進(jìn)行加工和保藏的過程。第一節(jié)冷凍干燥技術(shù)冷凍干燥：將含水物質(zhì)先凍結(jié)至冰點(diǎn)以下，使水分變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在較高的真空度下，將冰直接轉(zhuǎn)化為蒸汽而除去，物料即被干燥。一、冷凍干燥原理及特點(diǎn)1、原理：水的相平衡圖2、特點(diǎn)：

（1）最大限度地保存食品的色、香、味。（2）對熱敏性物質(zhì)特別適合。

（3）在真空和低溫下操作，微生物的生長和酶作用受到抑制。

（4）脫水徹底，干制品重量輕，體積小。

（5）復(fù)水快，食用方便。

（6）易氧化的物質(zhì)得到保護(hù)。（7）產(chǎn)品能長期保存而不變質(zhì)。

1）果蔬類食品：漂燙，切分成型。二、冷凍干燥工藝1、預(yù)處理

2）肉類、魚類：剔除肥膘、切分、蒸煮和添加必要的抗氧化劑等。

3）液體食品：殺菌、濃縮、制粒、添加各種抗氧化、抗結(jié)塊等制劑。2、冷凍干燥(freeze-drying)1）預(yù)凍結(jié)

將溶液中的自由水固化，賦予凍干后產(chǎn)品與干燥前相同的形態(tài)。預(yù)凍結(jié)過程：

溶液溫度低于結(jié)冰點(diǎn)時(shí)，溶液中的一部分會(huì)結(jié)晶析出，當(dāng)溫度降到某一點(diǎn)時(shí)剩下的溶液就全部凍結(jié)。溶液凍結(jié)后結(jié)晶的晶粒數(shù)量和大小取決于：（1）溶液本身的性質(zhì)（2）晶核生成速率（3）晶體生長速率2）第一階段——表層升華干燥

即食品表層干燥，為第二階段干燥水蒸氣的逸出提供了良好通道。干燥時(shí)間約占總干燥時(shí)間的30％，升華的冰晶量占總冰晶量的65%。

干燥過程中冰界面(冰線、升華界面)推進(jìn)速度約lmm／h。

3）第二階段——深層遷移干燥

即冰結(jié)晶升華成的水蒸氣通過已干層(第1、2層)樹枝狀的孔隙逸出。

此階段升華速度變慢，其原因：

(1)供熱通過已干層到達(dá)冰界面?zhèn)鳠釤嶙柙黾印?/p>

(2)第3、4層冰界面冰晶升華成水蒸氣通過已干層孔隙遷移至食品表面阻力增大。

遷移干燥階段約占總干燥時(shí)間的30％，升華冰晶量占總冰晶量的30％。3）第三階段——解吸附干燥

又稱二次干燥，全部冷凍干燥過程中最后階段的干燥。食品溫度與凍結(jié)率的關(guān)系：豌豆在溫度中心點(diǎn)為-22℃時(shí)全部水的95％已凍結(jié)；肉類食品的凍結(jié)率-10℃時(shí)為84％，-20℃時(shí)為90％，-30℃時(shí)為92％，-60℃時(shí)為100％。

解吸附干燥的目的：除去構(gòu)成膠粒周圍水膜的水——膠體結(jié)合水。

解吸附干燥階段加熱溫度40-60℃，占總干燥時(shí)間的35%，排出的水分約占總含水量的2-3%。3、包裝與儲(chǔ)藏

要求：包裝材料安全、無毒副作用、不吸濕、不透氣、能遮光并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能適合于機(jī)械填充、密封以及容易貯運(yùn)和使用。

常見的包裝容器有：復(fù)合薄膜袋、馬口鐵罐、鋁拉罐、棕色玻璃瓶和聚丙烯杯等。4、冷凍干燥應(yīng)的注意事項(xiàng)1）凍結(jié)溫度應(yīng)在三相點(diǎn)以下。2）升華干燥過程中保持足夠的真空度。3）保持恒定升華溫度。4）速凍過程要快。三、冷凍干燥裝置1、冷凍干燥室2、真空系統(tǒng)3、制冷系統(tǒng)4、加熱系統(tǒng)5、控制系統(tǒng)四、冷凍干燥產(chǎn)品第二節(jié)冷凍濃縮技術(shù)

冷凍濃縮是將稀溶液中的水凍結(jié)并分離冰晶從而使溶質(zhì)增濃的操作。一、冷凍濃縮原理與冷凍濃縮有關(guān)的是共晶點(diǎn)E以左的部分。DE為溶液組成和冰點(diǎn)關(guān)系的凍結(jié)曲線（冰點(diǎn)曲線），凍結(jié)曲線上側(cè)是溶液狀態(tài)，下側(cè)是冰和溶液的共存狀態(tài)。

A點(diǎn)代表濃度為X1，稀溶液的冰點(diǎn)t1低于純水的冰點(diǎn)t0，使?fàn)顟B(tài)為A的溶液冷卻，開始時(shí)濃度X1不變，冷卻到B點(diǎn)以后，溶液中開始有冰的晶核形成。

若繼續(xù)冷卻，將使一部分水結(jié)晶析出，剩余溶液的溶質(zhì)濃度上升，過程沿冰點(diǎn)曲線DE進(jìn)行到E點(diǎn)，溶液濃度達(dá)到其共晶濃度，溫度降到其共晶溫度(低共熔點(diǎn))。

只有當(dāng)水溶液的濃度低于低共熔點(diǎn)E時(shí)，冷卻的結(jié)果才是冰晶析出而溶液被濃縮。

冷凍濃縮是以冰點(diǎn)曲線為基礎(chǔ)所進(jìn)行的液固平衡分離操作。二冷凍濃縮的結(jié)晶過程冰晶顆粒大，結(jié)晶操作成本高；分離容易；溶質(zhì)夾帶損失少小，結(jié)晶操作成本低；分離困難；溶質(zhì)夾帶損失大最優(yōu)冰晶尺寸結(jié)晶形式結(jié)晶條件分離器形式濃縮液價(jià)值1、層狀凍結(jié)

帶攪拌的層狀凍結(jié)裝置示意圖

Grenco冷凍濃縮系統(tǒng)示意圖2、懸浮結(jié)晶法三冷凍濃縮的應(yīng)用1、果汁行業(yè)。2、乳制品行業(yè)。3、茶行業(yè)。4、制藥業(yè)。第三節(jié)食品速凍技術(shù)

速凍(QuickFreezing)是指使食品盡快通過最大冰晶生成區(qū)，并使平均溫度盡快達(dá)到-18℃而迅速凍結(jié)的方法。

速凍食品(QuickfrozenFoods)是指采用速凍的方法凍結(jié)，而后低溫凍藏的食品。(1)避免在細(xì)胞之間生成大的冰晶體；(2)減少細(xì)胞內(nèi)水分外析，解凍時(shí)汁液流失少；(3)將食品溫度迅速降低到微生物生長活動(dòng)所需溫度之下。(4)食品在凍結(jié)設(shè)備中停留時(shí)間短，有利于提高設(shè)備利用率。速凍具有以下五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：速凍設(shè)備

按冷卻介質(zhì)與食品接觸的方式可分為：空氣凍結(jié)法、間接接觸凍結(jié)法和直接接觸凍結(jié)法

按速凍設(shè)備的結(jié)構(gòu)分為：箱式、隧道式、帶式、流化床式和螺旋式等形式；

根據(jù)凍結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)特征和熱交換方式又可分為：隧道式凍結(jié)裝置、螺旋式凍結(jié)裝置、接觸式凍結(jié)裝置和流化式凍結(jié)裝置。速凍食品的發(fā)展趨勢

(1)不斷開發(fā)新品種，滿足不同消費(fèi)者的需求；(2)依托現(xiàn)代科技，弘揚(yáng)中